Smart Sensing:snelle groei stimuleren in IoT- en IIoT-infrastructuur

Wanneer ze zijn verbonden met slimme detectieoplossingen, kunnen essentiële datapunten organisaties helpen weloverwogen beslissingen te nemen om de prestaties te optimaliseren, problemen te voorkomen en op te lossen, onderhoud te voorspellen en de efficiëntie te verhogen.

Of u nu een of meer dingen moet monitoren in uw branchetoepassing, het inzetten van een veelzijdig slim detectieplatform is zinvol. Een platform met verschillende sensortypen met verschillende connectiviteitsopties en monitoring in de cloud of op locatie biedt een beter vermogen om allerlei kritische operationele gegevens te verzamelen.

Het is mogelijk om meerdere IoT-detectie- en connectiviteitsplatforms in één te hebben; bijvoorbeeld hardware en firmware (sensoren, gateways en accessoires) met cloud- en on-premises connectiviteit en software. Eenmaal geïmplementeerd, kunt u IoT-sensorgegevens efficiënt verzamelen, veilig ontvangen en er snel actie op ondernemen.

Een breed scala aan sensoren kan vrijwel elke gangbare of ongebruikelijke industriële toepassing monitoren. Denk aan sensoren die de rijping van bananen, de temperatuur van afval op stortplaatsen, de hittesanering van bedwantsen of de luchtsnelheid in het HVAC-systeem van een voedselverwerkingsfabriek volgen.

Wi-Fi, Power over Ethernet en mobiele sensoren kunnen omgevingsomstandigheden, stroom, beweging, temperatuur, licht, vochtigheid, water, trillingen, stroom, druk, beweging, gassen, toegang en meer monitoren.

Figuur 1. Enkele veel voorkomende en ongebruikelijke IoT-toepassingen. (Afbeelding:met dank aan Monnit)

Hoe draadloze sensoren werken

De draadloze ALTA-sensoren van Monnit werken bijvoorbeeld op laag vermogen, hebben een langeafstandsradio met meerdere frequenties en een flexibele microcontroller met interferentie-immuniteit. Ze sturen gegevens via mobiele of Ethernet-gateways naar cloudsoftware, zodat u veel handelingen op afstand kunt configureren, monitoren en automatiseren.

Bijna al deze sensoren bewaken zowel de temperatuur als de primaire meting. Sommige, zoals de geavanceerde trillingsmeter, verzamelen meerdere datapunten. Het meet de trillingsfrequentie, topfactor, snelheid, verplaatsing, versnelling, inschakelduur en temperatuur.

Als voorbeelden van de veelzijdigheid van wat slimme sensoren kunnen bieden:

• Draadloze connectiviteit tot meer dan 600 meter afstand door meer dan 18 muren of vloeren wanneer verbonden met de Monnit ALTA XL Gateway.

• Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS)-integratie voor een groter draadloos bereik en intelligente signaalinterferentietolerantie met verminderde immuniteit tegen fysieke obstakels, externe radiofrequentiesystemen en elektromagnetische interferentie (EMI).

• Elliptic Curve Diffie-Hellman 256-bit sleuteluitwisseling, 128-bit Advanced Encryption Standard (AES), 256-bit Secure Hash Algorithm 3 (SHA-3) en Cipher Block Chaining (CBC)-beveiliging.

• Dataregistratie van 2.000 tot 4.000 metingen als de gateway-verbinding verloren gaat (niet-vluchtige flash, blijft bestaan tijdens het uit- en inschakelen van de voeding).

• Lever firmware over-the-air (FOTA) updates en configuratie van sensorinstellingen via de cloud.

Afbeelding 2. Meerdere sensortypen en connectiviteit – draadloos, mobiel, Wi-Fi en Power over Ethernet – bieden de flexibiliteit om aan verschillende toepassingen te voldoen. (Afbeelding:met dank aan Monnit)

Een Site Survey Tool kan u helpen bij het bepalen van de beste locatie met het sterkste signaal van de hoogste kwaliteit voor sensorplaatsing. Monnit helpt klanten bij het behalen van de National Institute of Standards and Technology (NIST)-certificering voor onze standaardtemperatuur-, lage temperatuur- en vochtigheidssensoren.

Flexibele draadloze langeafstandsconnectiviteit

De ALTA en ALTA XL Enterprise en Industrial IoT Cellular Gateways combineren een 4G LTE CAT-M1/NB2-engine en Enterprise Ethernet-platform met het draadloze toegangspuntnetwerk van Monnit om sensorgegevens te verzamelen en te communiceren.

De belangrijkste kenmerken zijn:

• IoT-gateways communiceren met sensoren tot een kilometer (zichtlijn) en ruim 300 meter door meer dan twaalf muren (niet-zichtlijn).

• IoT-gateways (transmissiesterkte van 1 watt) ontvangen en verzenden gegevens tot ruim 600 meter door meer dan 18 muren in commerciële gebouwomgevingen.

• Beveiliging via Diffie-Hellman 256-bit Key Exchange en AES-128 CBC.

• Ondersteunt maximaal 100 sensoren per gateway.

• Ononderbroken gegevensverzameling via het ingebouwde geheugen dat tot 32.000 sensorberichten opslaat en verzendt na een internetstoring.

• LTE CAT-M1/NB2 voor wereldwijd gebruik in de banden 1–5, 8, 12, 13, 18–20, 25–28, 66, 71 en 85.

• Firmware over-the-air (FOTA) software-updates.

• Add-onservice voor locatiebewustzijn vanaf een GNSS-chipset die GPS-, GLONASS-, BeiDou-, Galileo- en QZSS-satellieten ondersteunt om gegevens te verzamelen die kunnen worden gedistribueerd via een application programming interface (API).

Met Monnit Ethernet Gateways kunnen ALTA-sensoren zonder pc communiceren met iMonnit™-software, waardoor verschillende draadloze IoT-toepassingen mogelijk zijn. Voorzie stroom en sluit een gateway aan op een open Ethernet-poort met een internetverbinding, waarna deze automatisch verbinding maakt met onze online servers.

Het ALTA-framework aanpassen aan verschillende toepassingen

Ons softwaregedefinieerde draadloze sensorframework voor lange afstanden is gebaseerd op het Kelly Real-Time Operating System (KRTOS). De code beheert de realtime en niet-tijdkritische processen voor sensoren en gateways. Net als andere ingebedde besturingssystemen biedt KRTOS specifieke regels voor verschillende proceskeuzes, privileges en toegangsniveaus van processorbronnen.

Ons raamwerk beheert twee primaire procestypen:één voor de radio en de andere voor applicatiespecifieke verwerking. Het radioproces vereist microsecondenvereisten voor real-time operaties ter ondersteuning van frequentie-hopping spread spectrum (FHSS) sequencing en timing.

Onze applicatieprofielprocessen zijn relatief generiek geschreven, zodat alle ALTA Sensors periodiek datapunten kunnen meten en creëren. Sommige detectietoepassingen vereisen strenge tijdgevoelige bewerkingen die van sensor tot sensor verschillen. Deze bewerkingen kunnen efficiënt worden uitgevoerd dankzij de controle die onze hardware en KRTOS mogelijk maken.

Figuur 3. Temperatuurbewaking van inloopkoelers in restaurants is een van de meest voorkomende IoT-toepassingen. (Afbeelding:met dank aan Monnit)

Er is ook een applicatieframework dat KRTOS gebruikt voor nauwkeurige tijdgestuurde processen. Het kan diverse sensortoepassingen aan en vereenvoudigt de integratie in het ALTA-platform.

Algemene functies, methoden en bewerkingen die door onze sensoren worden gebruikt, worden ondersteund. Dit helpt ingenieurs nieuwe sensortoepassingen aan te passen aan het platform en een standaard beheersoftware-interface met vertrouwde functionaliteit te bieden.

Circle™ mobiele IoT-sensoren

Deze sensoren combineren sensor- en gateway-engines in één apparaat en een chipset om applicaties via mobiele diensten met het IoT te verbinden. De sensoren zijn ontworpen voor toepassingen op afgelegen locaties zonder internetinfrastructuur.

Mobiele IoT-sensoren met laag vermogen:

• Draai op de CAT-M1- of NB-IoT-netwerken voor direct-to-cloud-communicatie.

• Meet en verzend twee of meer datapunten met behulp van verschillende afneembare kabels.

• Voorzien van een robuuste mobiele module en edge-dataprocessor.

Next™ Wi-Fi-sensoren

Onze wifi-sensoren van de tweede generatie bieden een breed netwerkbereik en een sterk signaal.

De belangrijkste kenmerken zijn:

• Gegevens van acht verschillende sensortypen tot op 30 meter afstand, door vijf muren heen.

• Protocol:802.11 b.

• Bereik:30 meter door vijf muren of een zichtlijn van 150 meter.

• Frequentieband:2,412–2,484 GHz.

• Beveiliging:Open, WPA, WPA2, WPA3 en Advanced Encryption Standard (AES)-128 Cipher Block Chaining (CBC) voor sensordataberichten.

• Netwerkinstellingen:Automatisch DHCP/DNS of Statisch.

• Datasnelheid:Configureert automatisch naar de beste snelheid voor maximaal bereik.

Figuur 4. Slimme sensoren maken edge computing mogelijk, wat de sleutel is tot een efficiënt detectiesysteem. (Afbeelding:VectorMine/Adobe Stock)

PoE•X-sensoren

Elf verschillende PoE•X-sensoren kunnen worden aangesloten op de Power over Ethernet (PoE)-infrastructuur van een gebouw en kunnen op afstand kritische systemen bewaken. Deze gegevens bieden inzichten in slimme gebouwen om activiteiten te besparen door hulpbronnen te besparen en tegelijkertijd het comfort te vergroten.

De sensoren gebruiken dezelfde PoE-kabel om zowel stroom te ontvangen als gegevens te verzenden. Deze twee-in-één mogelijkheid optimaliseert het ruimtegebruik en komt tegemoet aan brede lay-outbehoeften en sensornetwerken met hoge dichtheid, zoals die voor datacenters.

Vooruitgangen die slimme detectie beïnvloeden

Technologieën die ooit als futuristisch werden beschouwd, worden steeds meer mainstream en helpen slimme detectie in veel sectoren te bevorderen.

• Kunstmatige intelligentie (AI), computer vision (CV) en machinaal leren (ML) maken realtime gegevensverwerking, geavanceerde patroonherkenning en voorspellende analyses mogelijk, wat leidt tot slimmere automatisering, geoptimaliseerde efficiëntie en geïnformeerde besluitvorming.

• Virtuele, Augmented en Mixed Reality (VR, AR en MR) en digitale tweelingen verbeteren meeslepende datavisualisatie, realtime monitoring op afstand en interactieve controle in IoT-toepassingen.

• CAT-M1, NB-IoT, edge processing en 5G mobiele technologieën bieden snellere, betrouwbaardere en energiezuinigere connectiviteit, ondersteunen realtime gegevensverwerking, groter apparaatbereik en geavanceerde automatisering.

• Plug-and-play multisensoren en microsensoren bieden naadloze integratie en connectiviteit, waardoor IoT-engineering en -implementatie efficiënter en aanpasbaarder worden.

• Energiewinning, energiewinning en batterij-innovatie bevorderen zelfaangedreven apparaten en verlengen de levensduur van sensoren, wat leidt tot duurzamere en efficiëntere IoT-implementaties.

Slimme detectie blinkt uit naarmate deze en andere complementaire technologieën zich ontwikkelen. Een veelzijdig slim detectieplatform kan ongelijkheid voorkomen en de interoperabiliteit, aanpasbaarheid en aanpasbaarheid bevorderen, waardoor u het kunt aanpassen aan een of meerdere IoT-toepassingen.

Dit artikel is geschreven door Brad Walters, oprichter en CEO van Monnit. Bezoek hier voor meer informatie of neem contact op met de heer Walters op Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. U heeft Javascript nodig om het te kunnen zien..